DE202008001289U1 - Piezoelectric valve - Google Patents
Piezoelectric valve Download PDFInfo
- Publication number
- DE202008001289U1 DE202008001289U1 DE202008001289U DE202008001289U DE202008001289U1 DE 202008001289 U1 DE202008001289 U1 DE 202008001289U1 DE 202008001289 U DE202008001289 U DE 202008001289U DE 202008001289 U DE202008001289 U DE 202008001289U DE 202008001289 U1 DE202008001289 U1 DE 202008001289U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sealing
- valve according
- piezoelectric valve
- nozzle
- bending element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 142
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
- F16K31/005—Piezo-electric benders
- F16K31/006—Piezo-electric benders having a free end
Abstract
Piezoelektrisches Ventil mit einem Gehäuse (1), welches einen durchströmbaren Innenraum (2) aufweist, in den mindestens eine mit einem zugeordneten Anschluß (5; 6) für das Strömungsmedium kommunizierende, von einer unterbrechungsfreien ringförmigen ersten Dichtstruktur (21; 40.1; 40.2; 40.3) eingefasste Düse (3; 4; 33.1; 33.2; 33.3) mündet, wobei in dem Innenraum des Gehäuses ein durch elektrische Beaufschlagung verformbares, eine Auflage (15; 16; 34.1; 34.2; 34.3) aus einem elastisch nachgiebigen Material aufweisendes Piezoelektrisches Biegeelement (8; 35.1; 35.2; 35.3) dergestalt aufgenommen ist, dass die Düse durch einen aufgrund der Verformung des Biegeelements relativ zu der Düse bewegbaren Abschnitt (11) des Biegelements verschließbar ist, wobei in der Schließstellung des Biegelements die erste Dichtstruktur (21; 40.1; 40.2; 40.3) unter Ausbildung einer ringförmig geschlossenen Dichtfläche (28) an einer auf der zugeordneten Auflage (15; 34.1; 34.2; 34.3) des Biegelements (8; 35.1; 35.2; 35.3) ausgebildeten, zu der ersten Dichtstruktur korrespondierenden zweiten Dichtstruktur (27; 36.1; 36.2; 36.3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass...piezoelectric Valve with a housing (1), which a flow-through Interior (2), in the at least one with an associated Connection (5; 6) for the flow medium communicating, from an uninterrupted annular first nozzle (21; 40.1; 40.2; 40.3) nozzle (3; 4; 33.1; 33.2; 33.3) opens, being in the interior of the housing deformable by electrical loading, a support (15; 16; 34.1; 34.2; 34.3) made of an elastically yielding material Material having piezoelectric bending element (8; 35.1; 35.2; 35.3) is taken in such a way that the nozzle by a due to the deformation of the flexure relative to the nozzle movable section (11) of the bending element closed is, wherein in the closed position of the Biegelements the first sealing structure (21; 40.1; 40.2; 40.3) to form a ring-shaped closed sealing surface (28) at one on the associated Support (15; 34.1; 34.2; 34.3) of the bending element (8; 35.1; 35.2; 35.3) formed, corresponding to the first sealing structure second sealing structure (27; 36.1; 36.2; 36.3) is applied, characterized in that ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Ventil mit einem Gehäuse, welches einen durchströmbaren Innenraum aufweist, in den mindestens eine mit einem zugeordneten Anschluß für das Strömungsmedium kommunizierende, von einer unterbrechungsfreien ringförmigen ersten Dichtstruktur eingefasste Düse mündet, wobei in dem Innenraum des Gehäuses ein durch elektrische Beaufschlagung verformbares, eine Auflage aus einem elastisch nachgiebigen Material aufweisendes piezoelektrisches Biegeelement dergestalt aufgenommen ist, dass die Düse durch einen aufgrund der Verformung des Biegeelements relativ zu der Düse bewegbaren Abschnitt des Biegelements verschließbar ist, wobei in der Schließstellung des Biegelements die erste Dichtstruktur unter Ausbildung einer ringförmig geschlossenen Dichtfläche an einer auf der zugeordneten Auflage des Biegelements ausgebildeten, zu der ersten Dichtstruktur korrespondierenden zweiten Dichtstruktur anliegt.The The present invention relates to a piezoelectric valve with a housing, which has a flow-through interior in the at least one with an associated terminal for the Flow medium communicating, from an uninterruptible ring-shaped first sealing structure framed nozzle opens, wherein in the interior of the housing a deformable by electrical loading, a support an elastically compliant material having piezoelectric Bending element is added such that the nozzle by a due to the deformation of the bending element relative to the nozzle movable portion of the bending element closed is, wherein in the closed position of the Biegelements the first Sealing structure to form a ring-closed Sealing surface on one on the associated support of the bending element formed, corresponding to the first sealing structure second sealing structure is applied.
Piezoelektrische
Ventile sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise
aus der
Verglichen
mit den meisten anderen elektrisch ansteuerbaren Ventilen zeichnen
sich piezoelektrische Ventile durch eine besonders hohe Schaltdynamik
aus, welche diese Ventilart als besonders günstig für
eine Vielzahl von Anwendungen erscheinen lässt. Allerdings
setzt die charakteristische Kraft-Weg-Kennlinie des Biegewandlers
(vgl. insoweit insbesondere die
Der vorliegenden Patentanmeldung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Ventil der eingangs angegebenen Art mit gesteigerter Praxistauglichkeit bereitzustellen, mit welchem sich – unter Beibehaltung oder sogar Steigerung der bekannten Vorteile wie insbesondere der hohen Schaltdynamik – in der Praxis höhere Schaltleistungen erreichen lassen als mit bekannten gattungsgemäßen piezoelektrischen Ventilen.Of the The present patent application is accordingly the Task is based, a piezoelectric valve of the above To provide type with increased practicality, with which itself - while maintaining or even increasing the known Advantages such as in particular the high switching dynamics - in the practice can achieve higher switching performance than with known generic piezoelectric Valves.
Diese Aufgabenstellung wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass außerhalb der ringförmigen Dichtfläche benachbart zu dieser mindestens ein Anschlag vorgesehen ist, der gegenüber der an ihn angrenzenden Oberfläche des den Anschlag aufweisenden Bauteils vorspringt und in der Schließstellung des Biegeelements die Verformung der zweiten Dichtstruktur im Bereich der Dichtfläche begrenzt. Wird bei dem erfindungsgemäßen Ventil der Biegewandler durch entsprechende Beaufschlagung in seine Schleißstellung geschaltet, gelangen zunächst die erste und die zweite ringförmige Dichtstruktur in Kontakt und wird – entsprechend der Schließkraft des Biegewandlers – die zweite Dichtstruktur unter Ausbildung der Dichtfläche, an der die beiden Dichtstrukturen innig aneinander anliegen, verformt, bis der Anschlag bzw. die Anschläge mit der zugeordneten Gegenfläche in Kontakt kommen und die weitere Ver formung der zweiten Dichtstruktur begrenzen. Durch den mindestens einen benachbart zu der betreffenden Dichtfläche angeordneten Anschlag läßt sich auf diese Weise gezielt Einfluss nehmen auf das Maß der Verformung der Auflage des Biegelements im Bereich der zweiten Dichtstruktur. Insbesondere lässt sich somit, wenn die erste Dichtstruktur an einem die Düse umgebenden Dichtvorsprung ausgeführt ist, die Eindringtiefe des Dichtvorsprungs in die elastisch nachgiebige Auflage des Biegeelements gezielt begrenzen, so dass die erste Dichtstruktur, ohne dass hiermit die Gefahr einer Beschädigung der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegewandlers verbunden wäre, besonders scharfkantig, d. h. als mehr oder weniger scharfer Grat ausgeführt sein kann, wodurch sich eine besonders schmale ringförmige Dichtfläche ergibt. Dies wirkt sich wiederum günstig auf die Schaltdynamik des piezoelektrischen Ventils aus, weil sich durch die entsprechende Minimierung der ringförmigen Dichtfläche Adhäsionseffekte, welche die Schaltdynamik beeinträchtigen können, reduzieren lassen. Weiterhin resultieren die erfindungsgemäß mögliche Reduzierung der Dichtfläche und die hierdurch erzielte Verringerung der durch Adhäsionskräfte bedingten Einflüsse in einer besseren Reproduzierbarkeit der Schaltvorgänge. Demgemäß können die bei bekannten gattungsgemäßen Piezoventilen erforderlichen Sicherheitsbereiche in Anwendung der vorliegenden Erfindung reduziert werden. Erfindungsgemäß ausgeführte Ventile lassen sich folglich, verglichen mit entsprechenden Ventilen nach dem Stand der Technik, zuverlässig in einem erweiterten Betriebsbereich betreiben. Hierzu trägt auch bei, dass entsprechend der Verminderung der zwischen der düsenseitigen ersten Dichtstruktur und der an dieser anliegenden biegewandlerseitigen zweiten Dichtstruktur wirkenden Adhäsionskräfte die für das Öffnen des Ventils erforderliche Kraft abnimmt. Auch die für das zuverlässige Schließen eines erfindungsgemäßen Ventils erforderliche Kraft lässt sich, verglichen mit einem entsprechenden Ventil nach dem Stand der Technik, reduzieren, weil die geschlossen ringförmige Dichtfläche, wie weiter oben dargelegt, bei Anwendung der vorliegenden Erfindung besonders schmal ausgeführt sein kann. Der nutzbare Leistungsbereich von erfindungsgemäßen piezoelektrischen Ventilen ist dementsprechend größer als dies vom Stand er Technik her bekannt ist; das Leistungspotential der Technik piezoelektrischer Ventile lässt sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung somit ohne Einbuße an Zuverlässigkeit weitergehend ausschöpfen, als dies mit bekannten gattungsgemäßen Ventilen möglich ist.This object is achieved according to the present invention in that outside of the annular sealing surface adjacent to this at least one stop is provided, which projects relative to the abutting surface of the abutment member and in the closed position of the bending element, the deformation of the second sealing structure in the area the sealing surface limited. If, in the valve according to the invention, the bending transducer is switched to its wear position by appropriate application, the first and second annular sealing structures first come into contact and become the second sealing structure, forming the sealing surface, against which the two sealing structures are intimately adjacent to one another, corresponding to the closing force of the bending transducer abut, deformed until the stop or the stops come into contact with the associated mating surface and limit the further Ver formation of the second sealing structure. By means of the at least one stop arranged adjacent to the respective sealing surface, it is possible in this way to exert a targeted influence on the degree of deformation of the support of the bending element in the region of the second sealing structure. In particular, when the first sealing structure is embodied on a sealing projection surrounding the nozzle, it is thus possible to specifically limit the penetration depth of the sealing projection into the elastically yielding support of the bending element that the first sealing structure, without this would be associated with the risk of damage to the elastically resilient support of the bending transducer, particularly sharp, that can be designed as a more or less sharp burr, resulting in a particularly narrow annular sealing surface. This in turn has a favorable effect on the switching dynamics of the piezoelectric valve, because can be reduced by the corresponding minimization of the annular sealing surface adhesion effects, which can affect the switching dynamics. Furthermore, the possible reduction of the sealing surface according to the invention and the resulting reduction of the influences caused by adhesion forces result in a better reproducibility of the switching operations. Accordingly, required in known generic piezo valves security areas can be reduced in application of the present invention. Consequently, valves designed according to the invention can be reliably operated in an extended operating range as compared with corresponding valves of the prior art. This also contributes to the fact that, in accordance with the reduction of the adhesion forces acting between the nozzle-side first sealing structure and the bending transducer-side second sealing structure, the force required for opening the valve decreases. The force required for reliably closing a valve according to the invention can also be reduced compared with a corresponding valve according to the prior art, because the closed annular sealing surface, as stated above, can be made particularly narrow when using the present invention. The usable power range of piezoelectric valves according to the invention is accordingly greater than is known from the prior art; The performance potential of piezoelectric valve technology can thus be further exploited in application of the present invention without sacrificing reliability, as is possible with known generic valves.
Die vorliegende Erfindung läßt sich, wie weiter unten anhand entsprechender Beispiele im Detail veranschaulicht wird, bei unterschiedlichen Konfigurationen der Anordnung und Ausführung der Anschläge sowie der ersten und zweiten Dichtstruktur einsetzen. Insoweit liegt, soweit nachfolgend die Erfindung anhand bestimmter spezifischer Konfigurationen erläutert wird (z. B. erste Dichtstruktur an einem Dichtvorsprung; an dem Gehäuse oder einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz angeordnete Anschläge, die von der angrenzenden Oberfläche weniger weit vorstehen als der Dichtvorsprung), hierin keinerlei Beschränkung der Erfindung auf entsprechende Ausgestaltungen.The The present invention can be accomplished as described below illustrated in detail by means of corresponding examples, in different configurations of the arrangement and execution insert the stops and the first and second sealing structure. In that regard, as far as the invention based on certain specific configurations is explained (eg first Sealing structure on a sealing projection; on the housing or a stop arranged in this nozzle insert attacks, which protrude less far from the adjacent surface as the sealing projection), no limitation herein the invention to corresponding embodiments.
Mit besonderem Vorteil läßt sich die vorliegende Erfindung bei 3/2-Wege Schaltventilen einsetzen, bei denen zwei einander auf unterschiedlichen Seiten des Biege wandlers gegenüberliegende, jeweils mit einem zugeordneten Anschluss kommunizierende Düsen in das Innere des Gehäuses münden, wobei der Biegewandler zwei Schließstellungen einnehmen kann, indem er in jeder seiner beiden Endstellungen (maximale Auslenkung) eine der beiden Düsen verschließt; denn bei solchen Ventilen ist die einleitend dargelegte, durch die vorliegende Erfindung gelöste Problematik der mit zunehmender Auslenkung nachlassenden Schließkraft besonders ausgeprägt. Indessen ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf derartige 3/2-Wege Schaltventile beschränkt. Sie läßt sich vielmehr mit Vorteil ersichtlich auch bei einfach wirkenden Schaltventilen wie auch bei Proportionalventilen einsetzen.With particular advantage can be the present invention in 3/2-way switching valves, where two on each other opposite sides of the bending transducer, each communicating with an associated port nozzles open into the interior of the housing, wherein the bending transducer can take two closed positions by putting in each its two end positions (maximum deflection) one of the two Closing nozzles; because with such valves is the presented in the introduction, solved by the present invention Problem of decreasing with increasing deflection closing force particularly pronounced. However, the present invention is by no means limited to such 3/2-way switching valves. She lets rather with advantage evident even with single-acting Use switching valves as well as with proportional valves.
Im Hinblick auf die Schaltdynamik erfindungsgemäßer piezoelektrischer Ventile, die als Pneumatikventile mit Luft als Medium betrieben werden, ist es günstig, wenn sich, gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, der mindestens eine Anschlag um mindestens 0,01 mm gegenüber der ihn umgebenden bzw. der angrenzenden Oberfläche des Gehäuses bzw. eines in das Gehäuse eingesetzten Düseneinsatzes oder aber der Auflage des Biegeelements erhebt. Auf diese Weise verbleibt in der Schließstellung des Ventils zwischen der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegeelements und der Oberfläche des Gehäuses bzw. des Düseneinsatzes in der Umgebung der Anschläge ein Luftspalt von solcher Dicke, dass keine die Schaltdynamik des Ventils beim Öffnen oder Schließen nachteilig beeinflussenden strömungsdynamischen Effekte (Luftdämpfung) auftreten.in the With regard to the switching dynamics according to the invention piezoelectric valves acting as pneumatic valves with air as Medium operated, it is convenient if, according to a preferred development of the invention, the at least one stop by at least 0.01 mm from the surrounding or the adjacent surface of the housing or a nozzle insert inserted into the housing or the support of the bending element rises. In this way remains in the closed position of the valve between the elastically yielding support of the bending element and the surface the housing or the nozzle insert in the environment the attacks an air gap of such thickness that no the switching dynamics of the valve when opening or closing adversely affecting flow dynamic effects (Air damping) occur.
Für die Funktion der vorstehend erläuterten Anschläge ist es weiterhin vorteilhaft, wenn flächenmäßig die Summe der wirksamen Anlageflächen der Anschläge – das ist die Summe der Kontaktflächen, an denen die Anschläge in der entsprechenden Schließstellung des Biegelements die zugeordnete Gegenfläche berühren – zwischen dem 0,1-fachen und dem 2,0-fachen der Dichtfläche beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die Summe der wirksamen Anlageflächen der Anschläge zwischen dem 0,3-fachen und dem 1,3-fachen der Dichtfläche; ideal ist ein zwischen dem 0,5-fachen und dem 0,8-fachen liegendes Flächenverhältnis. Bei einer solchen Gestaltung ergeben sich optimierte Verhältnisse hinsichtlich der das Verformen der zweiten biegeelementseitigen Dichtstruktur begrenzenden Funktion der Anschläge auf der einen Seite und der die Schaltdynamik möglicherweise beeinträchtigenden haftungs- und strömungsdynamischen Effekte im Bereich der Kontaktflächen zwischen den Anschlägen und den Gegenflächen andererseits. Besonders günstig ist dabei, wenn sich die Summe der Anlageflächen der Anschläge auf eine Mehrzahl von Anschlägen aufteilt. In diesem Sinne sind bevorzugt mindestens drei um die Dichtfläche herum angeordnete Anschläge vorgesehen. Die Anschläge sind dabei besonders bevorzugt, und zwar wiederum im Hinblick auf besonders günstige strömungsdynamische Verhältnisse beim Öffnen des Ventils, von der Dichtfläche abgesetzt, wozu sie, wenn sie und ein die zugeordnete Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung an dem selben Bauteil angeordnet sind, insbesondere von dem betreffenden Dichtvorsprung abgesetzt, freistehend ausgeführt sein können. Zwingend ist dies indessen nicht; vielmehr kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch in Betracht, dass der mindestens eine Anschlag an einem die zugeordnete Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprung, gegenüber dessen maximaler Erhebung über die umgebende Oberfläche zurückgesetzt, angesetzt ist; dies kann namentlich fertigungstechnische Vorteile haben. In diesem Falle ist allerdings, wiederum im Hinblick auf günstige strömungsdynamische Verhältnisse, darauf zu achten, dass mindestens 50% des Umfangs des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs der Düse frei ist; der Anteil des Umfangs des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs, an welchen Anschläge angeschlossen sind, sollte sich somit, mit anderen Worten, auf maximal 50% beschränken.For the function of the abovementioned attacks, it is furthermore advantageous if, in terms of area, the sum of the effective abutment surfaces of the abutments - that is the sum of the contact surfaces at which the abutments in the corresponding closed position of the bending element contact the mating counter surface - lies between the abutment surfaces. times and amounts to 2.0 times the sealing surface. Particularly preferably, the sum of the effective contact surfaces of the stops is between 0.3 times and 1.3 times the sealing surface; Ideal is between 0.5 times and 0.8 times the area ratio. In such a configuration, optimized conditions with regard to the function of the stops limiting the deformation of the second bending-element-side sealing structure on the one hand and the adhesion and flow-dynamic effects possibly impairing the switching dynamics in the area of the contact surfaces between the stops and the counter-surfaces on the other hand result. It is particularly advantageous if the sum of the contact surfaces of the attacks is divided into a plurality of attacks. In In this sense, at least three stops arranged around the sealing surface are preferably provided. The attacks are particularly preferred, again with regard to particularly favorable flow dynamic conditions when opening the valve, deducted from the sealing surface, what they, if they and the associated sealing structure exhibiting sealing projection are arranged on the same component, in particular of the relevant Sealing projection discontinued, can be carried out freestanding. This is not compelling, however; rather, in the context of the present invention, it is also contemplated that the at least one stop is attached to a sealing projection having the associated sealing structure, set back relative to its maximum elevation over the surrounding surface; This may have manufacturing advantages in particular. In this case, however, care must be taken, again in view of favorable flow dynamic conditions, that at least 50% of the circumference of the sealing structure having the sealing projection of the nozzle is free; in other words, the proportion of the circumference of the sealing projection having the sealing projection, to which stops are connected, should be limited to a maximum of 50%.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung beträgt, sofern die düsenseitige erste Dichtstruktur an einem Dichtvorsprung angeordnet ist, die Dicke der aus elastisch nachgiebigem Material bestehenden Auflage des Biegeelements zumindest in dem der Düse gegenüberliegenden Bereich maximal 0,3 mm, besonders bevorzugt sogar weniger als 0,2 mm. Diese Dimensionierung nutzt die Erkenntnis, dass im Falle der Ausführung der elastisch nachgiebigen Auflage des piezoelektrischen Biegeelements mit einer Dicke von maximal 0,3 mm, besonders bevorzugt maximal 0,2 mm jener Anteil der Auslenkung des Biegeelements, welcher zu einer für das leckagefreie Verschließen der Düse mittels des Biegeelements wesentlichen Kompression der elastisch nachgiebigen Auflage verantwortlich ist, auf ein Minimum reduzieren lässt. Diese Minimierung des ineffizienten Leerhubs des Biegeelements wirkt sich in zweifacher Weise im Sinne der weiter oben dargelegten Aufgabenstellung vorteilhaft aus, nämlich zu einen dahingehend, dass der effektive Arbeitshub des Biegeelements vergrößert werden kann, so dass das Biegeelement in der Öffnungsstellung des Ventils entsprechend weiter von der Düse abheben kann, als dies nach dem Stand der Technik möglich ist, wodurch der ungehinderte, verlustfreie Durchfluss durch das Ventil in dessen Öffnungsstellung begünstigt wird; der zweite vorteilhafte Effekt besteht in einer höheren zur Verfügung stehenden Schließkraft und somit einer gesteigerten Zuverlässigkeit des leckagefreien Verschließens der Düse auch bei gesteigerten Drücken, weil der für die Kompression der elastisch nachgiebigen Auflage zum Verschließen der Düse erforderliche Hub gegenüber dem Stand der Technik reduziert ist, womit – aufgrund der charakteristischen Kraft-Weg-Kennlinie von piezoelektrischen Biegeelementen – die Düse bereits bei einem Betriebspunkt mit geringerer Auslenkung des Biegeelements und somit höherer Anlagekraft zuverlässig verschlossen ist.In preferred embodiment of the invention is, if the nozzle-side first sealing structure on a sealing projection is arranged, the thickness of the elastically yielding material existing edition of the bending element at least in the nozzle opposite region maximum 0.3 mm, particularly preferred even less than 0.2 mm. This dimensioning uses the knowledge, that in case of execution of the elastically yielding Support of the piezoelectric bending element with a thickness of not more than 0.3 mm, more preferably not more than 0.2 mm that proportion the deflection of the bending element, which is a for the leak-free closing of the nozzle by means of of the flexure essential compression of the elastically yielding Edition is responsible, to a minimum. This minimization of the inefficient idle stroke of the flexure acts in two ways in the sense of the task set out above advantageous, namely to the effect that the increased effective working stroke of the bending element can be, so that the bending element in the open position the valve can lift further from the nozzle accordingly, as is possible in the prior art, whereby the unimpeded, lossless flow through the valve in its open position is favored; the second advantageous effect exists in a higher available closing force and thus an increased reliability of the leak-free Closing the nozzle even at increased pressures, because the one for the compression of the elastically yielding pad to close the nozzle required stroke the prior art is reduced, which - due to the characteristic force-displacement characteristic of piezoelectric bending elements - the Nozzle already at an operating point with less deflection of the bending element and thus higher contact force reliable is closed.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die freie Oberfläche der Auflage aus elastisch nachgiebigem Material zumindest in dem der Düse gegenüberliegenden Bereich eine Oberflächengüte mit einer Rz von maximal 16 μm auf. Hierdurch ergibt sich in Kombination mit der vorstehend erläuterten bevorzugten Dicke der elastisch nachgiebigen Auflage des Biegeelements ein besonders günstiges Abdichtverhalten des Ventils. Entsprechendes gilt, wenn die Härte des die Auflage bildenden elastisch nachgiebigen Materials gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung 50–90 Shore A, besonders bevorzugt 60–75 Shore A beträgt.According to one again another preferred embodiment of the present invention indicates the free surface of the pad of elastically yielding Material at least in the nozzle opposite Range a surface finish with a Rz of maximum 16 μm. This results in combination with the above-described preferred thickness of the elastic yielding support of the flexure a particularly favorable Sealing behavior of the valve. The same applies if the hardness the pad forming elastic compliant material according to a Another preferred embodiment of the present invention 50-90 Shore A, more preferably 60-75 Shore A is.
Die vorstehende Erläuterung der vorliegenden Erfindung geht, wie im einzelnen dargelegt, in erster Linie von der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung eines die ringförmig geschlossene erste Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs an dem Gehäuse bzw. einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz und der Anordnung einer Auflage aus elastisch nachgiebigem Material an dem Biegeelement aus. Dies ist indessen nicht die einzige Möglichkeit, das erfindungsgemäße Prinzip anzuwenden. In Betracht kommen vielmehr, jedenfalls für bestimmte Anwendungsfälle, auch verschiedene als kinematische Umkehrungen anzusehende Abwandlungen. So können gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein eine ringförmig geschlossene zweite Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung und der mindestens eine benachbart zu der sich in der Schließstellung des Biegeelements einstellenden Dichtfläche angeordnete Anschlag gegenüber der zugeordneten Mündung der Düsenöffnung in das Innere des Gehäuses an dem Biegeelement bzw. dessen Auflage angeordnet sein; das Gehäuse bzw. der Düseneinsatz kann in diesem Falle in der Umgebung der Mündung der Düsenöffnung, d. h. im Bereich der ersten Dichtstruktur sowie der Gegenfläche für den mindestens einen Anschlag plan ausgeführt sein. Ebenso wenig scheidet grundsätzlich eine solche Gestaltung des piezoelektrischen Ventils aus, bei der ein eine ringförmig geschlossene erste Dichtstruktur aufweisender Dichtvorsprung an dem Gehäuse bzw. dem Düseneinsatz und die Anschläge an dem Biegelement bzw. dessen Auflage angeordnet sind. Auch die umgekehrte Verteilung von Dichtvorsprung und Anschlägen ist denkbar. Insoweit können im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus der die Dichtstruktur aufweisende Dichtvorsprung und/oder der mindestens eine Anschlag an der Auflage aus elastisch nachgiebigen Material angeordnet sein; und die genannte Auflage aus elastisch nachgiebigem Material kann statt an dem Biegeelement auch um die Mündung der Düsenöffnung herum an dem Gehäuse bzw. einem in dieses eingesetzten Düseneinsatz angeordnet sein. Signifikant ist bei all diesen Abwandlungen eine Gestaltung des die Dichtstruktur aufweisenden Dichtvorsprungs und des mindestens einen Anschlags dergestalt, dass beim Schließen des Ventils an der jeweils betrachteten Düse die beiden Dichtstrukturen zur Anlage kommen, bevor der mindestens eine Anschlag durch Anlage an der zugeordneten Gegenfläche wirksam wird.The above explanation of the present invention, as set forth in detail, primarily from the known from the prior art arrangement of the annular closed first sealing structure having sealing projection on the housing or a nozzle insert used in this and the arrangement of a support made of elastic compliant material on the flexure. However, this is not the only way to apply the principle of the invention. On the contrary, at least for certain applications, various modifications to be regarded as kinematic reversals come into consideration. Thus, according to a further aspect of the present invention, for example, a sealing projection having a ring-shaped closed second sealing structure and the stop arranged opposite to the sealing face which adjusts in the closed position of the bending element with respect to the associated mouth of the nozzle opening into the interior of the housing on the bending element or its support be arranged; In this case, the housing or the nozzle insert can be designed in the vicinity of the mouth of the nozzle opening, ie in the region of the first sealing structure as well as the mating surface for the at least one stop. Neither does such a design basically preclude the piezoelectric valve, in which a sealing projection having an annularly closed first sealing structure is arranged on the housing or the nozzle insert and the stops on the bending element or its support. The reverse distribution of sealing projection and attacks is conceivable. In that regard, in the context of the present invention by from the sealing structure having the sealing projection and / or the at least one stop on the support of elastically yielding material may be arranged; and said pad of elastically yielding material may be disposed on the housing or a nozzle insert inserted therein, rather than on the flexure, also around the mouth of the nozzle opening. Significantly, in all these modifications, a design of the sealing structure having the sealing projection and the at least one stop such that the two sealing structures come to rest when closing the valve on each considered nozzle before the at least one stop is effective by abutment against the associated mating surface ,
Lediglich der Klarstellung halber ist schließlich darauf hinzuweisen, dass der Begriff "ringförmig" keinesfalls einschränkend dahingehend verstanden werden darf, dass die Dichtfläche kreisrund ist. Erkennbar lässt sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Gestalt der Dichtfläche den individuellen Erfordernissen anpassen.Only Finally, for the sake of clarity, that the term "annular" by no means limiting be understood that the sealing surface is circular. Recognizable can be found in the context of the present Invention the shape of the sealing surface to the individual requirements to adjust.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigtin the Below, the present invention will be described with reference to several in the Drawing of illustrated preferred embodiments explained in more detail. It shows
Hinsichtlich
seines grundsätzlichen Aufbaus entspricht das Ventil gemäß der
in den
Das
in den
In
dem frei über den Einspannpunkt
Während
die Auflagen
Jede
der beiden Düsen
An
dem Düseneinsatz
Entsprechendes
gilt, wie dargelegt, für die zweite Düse
Bei
der in
Bei
der in
Bei
der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 2511752 A1 [0002] - DE 2511752 A1 [0002]
- - DE 3400645 A1 [0002] - DE 3400645 A1 [0002]
- - DE 3527069 A1 [0002] DE 3527069 A1 [0002]
- - EP 0404082 B1 [0002] EP 0404082 B1 [0002]
- - EP 0538236 A1 [0002] EP 0538236 A1 [0002]
- - DE 4320909 C1 [0002] - DE 4320909 C1 [0002]
- - DE 4410153 C1 [0002, 0003] - DE 4410153 C1 [0002, 0003]
- - WO 97/09555 A1 [0002] WO 97/09555 A1 [0002]
- - DE 19547149 A1 [0002] - DE 19547149 A1 [0002]
- - EP 0191011 B1 [0002] EP 0191011 B1 [0002]
- - EP 0565510 B1 [0002] - EP 0565510 B1 [0002]
- - EP 0907852 B1 [0002, 0002] EP 0907852 B1 [0002, 0002]
- - EP 0943812 A1 [0002, 0002] - EP 0943812 A1 [0002, 0002]
- - EP 943812 A1 [0023] - EP 943812 A1 [0023]
- - US 6143744 B1 [0023] - US 6143744 B1 [0023]
Claims (24)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007033529A DE102007033529A1 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | Piezoelectric valve |
DE102007033529.8 | 2007-07-19 | ||
DE102007034049A DE102007034049B3 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-20 | Piezoelectric valve has stop provided outside annular face formed by abutting first and second sealing structures and in closed position of flexible element limits deformation of second sealing structure in region of sealing face |
DE102007034049.6 | 2007-07-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202008001289U1 true DE202008001289U1 (en) | 2008-08-28 |
Family
ID=39717629
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007034049A Active DE102007034049B3 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-20 | Piezoelectric valve has stop provided outside annular face formed by abutting first and second sealing structures and in closed position of flexible element limits deformation of second sealing structure in region of sealing face |
DE202008001289U Expired - Lifetime DE202008001289U1 (en) | 2007-07-19 | 2008-01-30 | Piezoelectric valve |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007034049A Active DE102007034049B3 (en) | 2007-07-19 | 2007-07-20 | Piezoelectric valve has stop provided outside annular face formed by abutting first and second sealing structures and in closed position of flexible element limits deformation of second sealing structure in region of sealing face |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE102007034049B3 (en) |
WO (1) | WO2009010117A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT2684675T (en) | 2012-07-11 | 2020-03-05 | Treofan Germany Gmbh & Co Kg | Feuille polymã¿re pour ã©tiquetage moulã© |
BR112020022988A2 (en) | 2018-05-11 | 2021-02-02 | Matthews International Corporation | microvalve and blasting set |
WO2019215672A1 (en) | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Matthews International Corporation | Systems and methods for controlling operation of micro-valves for use in jetting assemblies |
US11794476B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-10-24 | Matthews International Corporation | Micro-valves for use in jetting assemblies |
BR112020022990A2 (en) | 2018-05-11 | 2021-02-02 | Matthews International Corporation | microvalve and blasting set |
US11639057B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-05-02 | Matthews International Corporation | Methods of fabricating micro-valves and jetting assemblies including such micro-valves |
CN113299190A (en) * | 2021-05-21 | 2021-08-24 | 维沃移动通信有限公司 | Display module and electronic equipment |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2511752A1 (en) | 1975-03-18 | 1976-10-07 | Ver Flugtechnische Werke | Signal transducer for electrically controlled valves - has strip shaped piezo crystal controlling regulating unit with negative feedback loop |
DE3400645A1 (en) | 1983-01-13 | 1984-07-19 | ENFO Grundlagenforschungs AG, Döttingen, Aargau | ELECTRIC PNEUMATIC SIGNAL CONVERTER |
DE3527069A1 (en) | 1984-07-31 | 1986-02-13 | Yamatake-Honeywell Co. Ltd., Tokio/Tokyo | ELECTROPNEUMATIC SWITCH OR CONVERTER |
EP0191011B1 (en) | 1985-02-08 | 1988-06-08 | ENFO Grundlagenforschungs AG | Electropneumatic signal converter |
EP0538236A1 (en) | 1991-09-30 | 1993-04-21 | Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft | Piezoelectric valve |
DE4320909C1 (en) | 1993-06-18 | 1994-06-01 | Siemens Ag | Servo valve operating between inlet and outlet air nozzles - uses flexible beam held at one end in adjustable braked liner |
DE4410153C1 (en) | 1994-03-24 | 1995-02-09 | Joucomatic Gmbh | Piezoelectrically operated fluid valve |
EP0404082B1 (en) | 1989-06-22 | 1996-01-24 | Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft | Piezoelectric bending transducer and its usage |
EP0565510B1 (en) | 1992-04-03 | 1997-02-26 | Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft | Electro-pneumatic signal transducer |
WO1997009555A1 (en) | 1995-09-08 | 1997-03-13 | Bürkert Werke GmbH & Co. | Valve with piezoelectrical lamina and a method for producing a valve |
DE19547149A1 (en) | 1995-12-16 | 1997-06-19 | Marco Systemanalyse Entw | Fluidic valve |
EP0943812A1 (en) | 1998-03-18 | 1999-09-22 | Hygrama Ag | Piezoelectric valve |
EP0907852B1 (en) | 1996-05-29 | 2000-07-19 | Flight Refuelling Limited | A flapper valve |
US6143744A (en) | 1997-01-23 | 2000-11-07 | Syntex (U.S.A.) Inc. | Sulfamide-metalloprotease inhibitors |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2497248A1 (en) * | 1980-12-31 | 1982-07-02 | Brissonneau & Lotz | ELASTIC MEANS FOR A MARINE PLATFORM MECHANICAL ELEVATOR DEVICE |
DE19957959C1 (en) * | 1999-12-02 | 2001-01-18 | Festo Ag & Co | Piezovalve manufacturing method has cooperating surfaces between fixing body for piezo flexure element and valve housing used for relative positioning to obtain required closure force |
-
2007
- 2007-07-20 DE DE102007034049A patent/DE102007034049B3/en active Active
-
2008
- 2008-01-30 DE DE202008001289U patent/DE202008001289U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2008-05-20 WO PCT/EP2008/004009 patent/WO2009010117A1/en active Application Filing
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2511752A1 (en) | 1975-03-18 | 1976-10-07 | Ver Flugtechnische Werke | Signal transducer for electrically controlled valves - has strip shaped piezo crystal controlling regulating unit with negative feedback loop |
DE3400645A1 (en) | 1983-01-13 | 1984-07-19 | ENFO Grundlagenforschungs AG, Döttingen, Aargau | ELECTRIC PNEUMATIC SIGNAL CONVERTER |
DE3527069A1 (en) | 1984-07-31 | 1986-02-13 | Yamatake-Honeywell Co. Ltd., Tokio/Tokyo | ELECTROPNEUMATIC SWITCH OR CONVERTER |
EP0191011B1 (en) | 1985-02-08 | 1988-06-08 | ENFO Grundlagenforschungs AG | Electropneumatic signal converter |
EP0404082B1 (en) | 1989-06-22 | 1996-01-24 | Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft | Piezoelectric bending transducer and its usage |
EP0538236A1 (en) | 1991-09-30 | 1993-04-21 | Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft | Piezoelectric valve |
EP0565510B1 (en) | 1992-04-03 | 1997-02-26 | Hoerbiger Ventilwerke Aktiengesellschaft | Electro-pneumatic signal transducer |
DE4320909C1 (en) | 1993-06-18 | 1994-06-01 | Siemens Ag | Servo valve operating between inlet and outlet air nozzles - uses flexible beam held at one end in adjustable braked liner |
DE4410153C1 (en) | 1994-03-24 | 1995-02-09 | Joucomatic Gmbh | Piezoelectrically operated fluid valve |
WO1997009555A1 (en) | 1995-09-08 | 1997-03-13 | Bürkert Werke GmbH & Co. | Valve with piezoelectrical lamina and a method for producing a valve |
DE19547149A1 (en) | 1995-12-16 | 1997-06-19 | Marco Systemanalyse Entw | Fluidic valve |
EP0907852B1 (en) | 1996-05-29 | 2000-07-19 | Flight Refuelling Limited | A flapper valve |
US6143744A (en) | 1997-01-23 | 2000-11-07 | Syntex (U.S.A.) Inc. | Sulfamide-metalloprotease inhibitors |
EP0943812A1 (en) | 1998-03-18 | 1999-09-22 | Hygrama Ag | Piezoelectric valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102007034049B3 (en) | 2008-06-12 |
WO2009010117A1 (en) | 2009-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2017511B1 (en) | Piezo-electric valve | |
DE102007034049B3 (en) | Piezoelectric valve has stop provided outside annular face formed by abutting first and second sealing structures and in closed position of flexible element limits deformation of second sealing structure in region of sealing face | |
EP3263962B1 (en) | Valve | |
DE102013103606B4 (en) | Fluidic Control | |
DE2430410A1 (en) | VALVE, IN PARTICULAR BALL VALVE | |
EP2382520A2 (en) | Proportional pressure control valve | |
EP2700850A2 (en) | Double seat valve with reliable closing function | |
DE10214098B4 (en) | High-pressure control valve device | |
DE3804100A1 (en) | ELECTROMAGNETIC VALVE FOR FLOW CONTROL, ESPECIALLY FOR PRESSURE CONTROL | |
WO2018146003A1 (en) | Valve and use thereof in a fire-extinguishing system | |
EP2385279A2 (en) | Process valve with flexible edge seal | |
DE102004057873B4 (en) | poppet valve | |
EP1678434B1 (en) | Valve, especially a gas safety valve | |
DE102010030300A1 (en) | Double seat valve and sealing of a double seat valve | |
WO2019034401A1 (en) | Seal arrangement | |
DE10222218A1 (en) | magnetic valve | |
DE102014004670A1 (en) | Valve | |
EP2213911B1 (en) | Seal assembly, seal and its use | |
DE102015113164A1 (en) | Fluidic control | |
DE102011016276A1 (en) | Valve for use in turbo supercharger of motor car, has sealing ring arranged between peripheral surface of sealing device and inner wall of housing, and actuator device that moves valve body, where ring is movably secured at sealing device | |
DE102007013245A1 (en) | Pressure compensated switching valve | |
WO2014082649A1 (en) | High-pressure valve and seat gasket for same | |
EP2561211B1 (en) | Pressure control valve device for supplying corrosive media | |
EP3626950B1 (en) | Valve and method for producing a valve | |
EP1403517B1 (en) | Use of a valve arrangement for a vacuum pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20081002 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20110207 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20140212 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |